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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von verschiedenen Medien in ein drehbar gelagertes Bauelement einer Maschine. Derartige Vorrichtungen sind als Drehdurchführung bekannt, wobei es darauf ankommt, einen Anschluss für die Einleitung an einem Stator zu befestigen und mittels eines Rotors das Medium in das drehbar gelagerte Bauteil einzuleiten.
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Aus dem Stand der Technik sind Übertrager bekannt, die als sogenannte Drehübertrager ausgebildet sind. So gibt es beispielsweise die Druckschrift
EP 0 435 164 B1 , in der ein Drehübertrager zur Einführung von Druckluft in ein sich drehendes Teil einer Druckmaschine beschrieben wird. Die Vorrichtung ist so ausgeführt, dass der Zylinderzapfen des drehenden Teils verlängert und gleichzeitig als Rotor ausgeführt ist. In diesen Rotor sind Kanäle aus dem Inneren des drehbaren Teils nach außen geführt. Die Kanäle werden durch radiale und achsparallele Bohrungen gebildet und enden dann in einer Kammer. Bei Ausführungen mit einer Vielzahl von Kanälen, werden die Kammern durch entsprechend abgedichtete Wälzlager voneinander getrennt. In die Kammer wird von außen eine Zuführung von Druckluft vorgesehen.
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Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die
DE 10 2007 060 792 A1 bekannt. Darin ist eine Vorrichtung zur Übertragung oder Erzeugung elektrischer Energie oder zur Übertragung von Signalen in eine Bedruckstoffe bearbeitende Maschine beschrieben. Ein drehbewegliches Bauteil einer Maschine wird von einem direkt auf der Welle des drehbeweglich gelagerten Bauteils befindlichen Elektromotor angetrieben. Weiterhin sind Mittel zur Übertragung elektrischer Energie oder zur Übertragung von Signalen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
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Aus der Offenlegungsschrift
US 2002/0000251 A1 ist ein Mehrkanal-Rotationsdrehübertrager bekannt, welcher zwischen einem stationären und einem drehbaren Element einer chemisch mechanischen Polieranlage bei der Herstellung von Halbleiter-Wavern eingesetzt wird. Die Poliereinrichtung wird dabei mit Wasser oder Druckluft versorgt. Der Drehübertrager weist dabei mehrere Kanäle auf, durch welche Druckluft oder Wasser vom fest stehenden Teil auf den drehenden Teil übertragen werden kann, wobei diese Kanäle Bestandteil eines gemeinsamen Bauteils sind.
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Nachteilig an dem bisher bekannten Stand der Technik ist, dass verschiedene Medien nicht gemeinsam übertragen werden können.
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Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der mindestens ein weiteres unterschiedliches Medium in ein drehbar gelagertes Bauelement übertragen werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Anspruch 1 gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 6.
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Die Vorrichtung bietet den Vorteil, dass neben der Übertragung von Druckluft auch weitere Medien wie zum Beispiel elektrische Energie, Signale oder Daten oder auch Antriebsenergie in das drehbar gelagerte Bauelement eingeleitet werden können. Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass in einem druckdichten Gehäuse ein zusätzliches Bauteil untergebracht werden kann, was für Einleitung des weiteren Mediums zuständig ist.
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Wenn ein entsprechender Raum dafür vorgesehen ist, so kann die Übertragung von elektrischer Energie, oder Signalen/Daten mittels kontaktbehafteten oder kontaktlosen Übertrager darin vorgesehen sein. Die Übertragung von Druckluft, wodurch das druckdichte Gehäuse unter Überdruck steht, stört im Allgemeinen das zusätzliche Bauteil nicht, da die Luft ein derartiges Bauteil umströmen kann. Es ist lediglich darauf zu achten, dass die Druckluft trocken ist, was üblicherweise durch entsprechende Vorkehrungen in einer Druckluftversorgung verhindert wird.
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Anstelle des Übertragers von elektrischer Energie etc. könnte auch ein Antriebsmotor, der das drehbar gelagerte Bauelement bewegt in dem druckdichten Gehäuse untergebracht werden. Vorteilhaft wäre hier ein Direktantrieb, der auf einem der Zylinderzapfen des drehbar gelagerten Bauelements angebracht ist. Hierbei ist allerdings darauf zu achten, dass die Zuleitungen des Antriebsmotors bei der Durchführung in das druckdichte Gehäuse abgedichtet sind, damit kein Druckverlust entsteht.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass ein Getriebe innerhalb des druckdichten Gehäuses untergebracht ist, welches auch zusätzlich mit dem eingangs erwähnten Antriebsmotor kombiniert werden kann. Eventuell ist darauf zu achten, dass feinste Teilchen, die sich aus dem Getriebe durch Abrieb lösen nicht in das pneumatische System gelangen. Hierzu können die Zu- und Ableitungen die das System mit Druckluft versorgen mit Filter ausgestattet werden.
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Neben der eigentlichen Aufgabe des Drehübertragers, nämlich die Übertragung von Druckluft für ein pneumatisches System in drehbar gelagerten Bauelement kann auch ein Unterdruck im druckdichten Gehäuse wirksam werden. Das heißt, wenn in dem drehbar gelagerten Bauelement eine Saugluft benötigt wird, kann eine Umkehrung des Druckniveaus erfolgen.
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Weiterhin ist es auch denkbar, dass der Übertrager zur Übertragung von Flüssigkeit gedacht ist, wie z. B. Öl zur Versorgung eines hydraulischen Systems in dem drehbar gelagerten Bauelement. Wenn das hydraulische System im drehbar gelagerten Bauelement ein begrenztes Volumen aufweist, so kann man sich hierbei auch eine einkanalige Lösung vorstellen. Das heißt, der von außen angelegte Druck sorgt dafür, dass ein hydraulisch bewegtes Stellelement im drehbar gelagerten Bauelement eine Funktion ausführt. Soll eine Rückstellung erfolgen, wird der Druck zurückgenommen und eine mechanische Feder im hydraulischen Stellelement sorgt dafür, dass dieses wieder seine Ausgangsposition einnimmt. Das Öl wird mittels der Feder zurück gedrückt. Es wäre aber auch denkbar, dass das eingeleitete Öl nicht zur Versorgung eines hydraulischen Systems vorgesehen ist, sondern zur Kühlung eines Zylinders, der in diesem Fall das drehbar gelagerte Bauelement darstellt. Bei einer solchen Lösung, muss jedoch das eingeleitete Öl durch den Zylinder fließen und wieder aus dem Zylinder austreten können. In diesem Fall wäre eine Austrittsöffnung auf der gegenüberliegenden Zylinderseite denkbar.
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Wie eingangs dargelegt, könnte ein Antriebsmotor für das drehbar gelagerte Bauelement im druckdichten Gehäuse untergebracht sein. Es gibt Motoren, die im eigentlichen Betriebsfall ölgekühlt sein können, um die Leistung zu erhöhen, bzw. bei gleicher Leistung eine gegenüber nicht gekühlten Motoren kleinere Baugröße zu erreichen. Derartige Motoren könnten dann eingesetzt werden, wenn wie oben dargestellt, eine Kühlung des Zylinders erfolgt.
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Es ist aber auch denkbar, dass der in dem druckdichten Gehäuse befindliche Antriebsmotor hydraulisch betrieben wird. Dazu erfolgt die Einleitung der Hydraulikflüssigkeit wie dieses für die Druckluft vorgesehen ist, jedoch ist eine Rückleitung am Gehäuse erforderlich, wodurch die Hydraulikflüssigkeit die den Motor angetrieben hat wieder aus dem druckdichten Gehäuse heraus geleitet wird.
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Der Einsatz einer derartigen Vorrichtung ist beispielsweise an Druckmaschinen vorgesehen, wobei das drehbare Bauelement ein Zylinder oder eine Trommel sein kann. Der Zylinder kann insbesondere ein sogenannter Plattenzylinder sein, auf dem die Druckplatte aufgespannt ist. Die eingeleitete Druckluft kann zur Steuerung der Klemmeinrichtungen gedacht sein, mittels derer die Druckplatte geklemmt wird. Die zusätzlich eingeleitete Energie kann in einer solchen Anwendung für die Versorgung von Stellmotoren gedacht sein, die sich im Plattenzylinder befinden. Für den Anwendungsfall, dass sich verschiedene Pneumatik Komponenten im Zylinder befinden, die unterschiedlich angesteuert werden sollen, ist es vorgesehen, dass das zusätzliche Bauteil im druckdichten Gehäuse ein Kontaktbehafteter oder Kontaktoser Übertrager für Signale/Daten ist. Damit kann eine Steuerung im Zylinder versorgt werden, die die Ansteuerung der verschiedene Pneumatikomponenten steuert. Selbiges könnte aber auch auf einer Papier fördernden Trommel in einer Druckmaschine vorgesehen sein.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Figuren näher beschreiben und erläutert:
- 1: zeigt eine Prinzipskizze der Drehdurchführung,
- 2: zeigt eine Drehdurchführung mit zusätzlichem Antriebsmotor.
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1 zeigt ein drehbar gelagertes Bauelement 1, welches zwischen zwei Lagern 2 und 3 drehbar gelagert ist. Die Lager 2 und 3 lagern jeweils einen Zylinderzapfen 4, 5 zwischen denen sich das drehbar gelagerte Bauelement 1 befindet. Der Zylinderzapfen 5 mündet in einem druckdichten Gehäuse 6. Zwischen dem druckdichten Gehäuse 6 und dem Zylinderzapfen 5 sorgt ein Lager 7 für eine uneingeschränkte Drehbewegung des Zylinderzapfens 5 in dem druckdichten Gehäuse 6 sowie zur Gewährleistung der Dichtigkeit. In dem Zylinderzapfen 5 befindet sie einerseits eine Bohrung 8 über die aus dem Inneren des druckdichten Gehäuses 6 beispielsweise Druckluft zu einem Pneumatiksystem 9 geleitet wird. Das eine Ende der Bohrung 8 ist durch eine Leitung 10 mit den Pneumatiksystem 9 verbunden. Andererseits befindet sich auf dem Zylinderzapfen 5 ein rotierendes Teil 11 eines Übertragers 12. Von diesem rotierenden Teil 11 des Übertragers 12 wird durch den Zylinderzapfen 5 eine Leitungen 13 zu einem elektrischen System 14 im drehbar gelagerten Bauelement 1 geführt. Das elektrische System 14 kann eine Steuerung, ein Stellmotor, eine Datenverarbeitungseinheit oder ähnliches sein.
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Gegenüber dem rotierenden Teil 11 des Übertragers 12 befindet sich der feststehende Teil 15 des Übertragers 12, welcher über eine Leitungen 16 mit einem an der Außenseite 18 des druckdichten Gehäuses 6 befindlichen Steckerlement 17 verbunden ist. Der Übertrager 12 kann je nach Anforderung kontaktlos oder kontaktbehaftet sein, wobei im Fall dessen, dass er kontaktbehaftet ausgeführt ist, entsprechende Schleifkontakte erforderlich sind. Diese sind nicht dargestellt, da dieser Teil nicht als erfindungsrelevant angesehen wird.
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Weiterhin befindet sich an der Außenseite 18 des druckdichten Gehäuses 6 ein Anschluss 19 für die Zuführung von Druckluft. Wird die Druckluft in das druckdichte Gehäuse 6 geleitet, gelangt diese durch die rotierende Bohrung 8 zu dem Pneumatiksystem 9. Damit das druckdichte Gehäuse 6 nicht von dem rotierenden Zylinderzapfen 5 mit gedreht wird, ist dieses an der das Lager 3 haltenden Gestellwand 20 mittels Schrauben 21 fixiert.
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Für den Fall, dass das Pneumatiksystem 9 aus mehreren Komponenten 9, 9' und 9" besteht, ist es vorgesehen, dass das elektrische System 14 die Ansteuerung der einzelnen Pneumatiksysteme 9, 9', 9" übernimmt. Das elektrische System 14 ist in diesem Fall eine Steuerung von der aus Ansteuerleitungen 22, 22', 22" mit dem Pneumatiksystem 9, 9', 9" verbunden sind. Die Versorgung mit Druckluft wird in diesem Fall durch die Leitungen 10, 10', 10" bewerkstelligt, die an einem Verteiler 23 angeschlossen sind.
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2 zeigt die Darstellung einer Drehdurchführung in die ein Antriebsmotor 24 für das drehbar gelagerte Bauelement integriert ist. Dieser Antriebsmotor ist als bürstenloser Motor aufgebaut, dessen Magnete 25 in dem Zylinderzapfen 5 integriert sind und sich innerhalb eines durch die Spulen 26 aufgebauten Magnetfeldes drehen. Die Stromversorgung der Spulen 26 erfolgt über Leitungen 27. Zusätzlich können über die Leitungen 27 Signale geführt werden, die zur Ansteuerung der Spulen 26 notwendig sind. Der Zylinderzapfen 5 ist mit einer Bohrung 8 versehen, die an einem Ende in eine Leitung 10 mündet. Diese Leitung 10 versorgt ein Pneumatiksystem 9, welches von einem Anschluss 19 gespeist wird. Der Druck breitet sich dann im Inneren des druckdichten Gehäuses 6 aus und gelangt über die Bohrung 8, Leitung 10 zum Pneumatiksystem 9. Das druckdichte Gehäuse 6 ist durch ein Lager 7 gegen den Zylinderzapfen 5 gelagert und abgedichtet. Gegen Verdrehen wird das druckdichte Gehäuse 6 mittels Schrauben 21 an der Gestellwand 20 fixiert.
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Alternativ kann in dem Anschluss 19 auch Hydraulikflüssigkeit eingespeist werden, falls es sich im Inneren des drehbar gelagerten Bauelements 1 um ein Hydrauliksystem 28 handelt. Die Hydraulikflüssigkeit breitet sich dann in ähnlicher Weise aus und gelangt zum Hydrauliksystem 28. Zur Regulierung des eingeleiteten Drucks in das Hydrauliksystems 28 ist ein steuerbares Ventil 29 vorgesehen. Vorteilhaft an der Einleitung von Hydraulikflüssigkeit ist, dass damit gleichzeitig Schwingungen gedämpft werden, die sich in dem drehbar gelagerten Bauelement ergeben oder von diesem übertragen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- drehbar gelagertes Bauelement
- 2
- Lager
- 3
- Lager
- 4
- Zylinderzapfen
- 5
- Zylinderzapfen
- 6
- druckdichtes Gehäuse
- 7
- Lager
- 8
- Bohrung
- 9
- Pneumatiksystem
- 9', 9"
- Pneumatiksystem
- 10, 10', 10"
- Leitung
- 11
- rotierender Teil
- 12
- Übertrager
- 13
- Leitungen
- 14
- elektrisches System
- 15
- feststehender Teil
- 16
- Leitungen
- 17
- Steckelement
- 18
- Außenseite
- 19
- Anschluss
- 20
- Gestellwand
- 21
- Schrauben
- 22, 22', 22"
- Ansteuerleitungen
- 23
- Verteiler
- 24
- Antriebsmotor
- 27
- Leitungen
- 28
- Hydrauliksystem
- 29
- steuerbares Ventil
